Введення
Фазою називається однорідна відокремлена частина системи (металлa або сплаву), що має однаковий склад, будову та властивості, відокремлена від інших частин системи поверхнею розділу. Залежно від фізико-хімічних взаємодій між атомами компонентів у сплавах утворюються тверді розчини або проміжні сполуки. Знання правил фаз дозволить надавати спрямований вплив на процес утворення кінцевого продукту за заздалегідь визначеними параметрами і властивостями. Тому тема контрольної роботи актуальна і практично значуща.
Об'єкт дослідження: гетерогенні системи. Предмет - закономірність зміни числа фаз у гетерогенних системах. Правила фаз. Мета написання роботи: виявити значення зміни числа фаз при перетворенні матеріалів з рідкого стану в твердий і навпаки.
Для досягнення мети вирішувалися наступні завдання : аналізувалися реакції кристалізації, як основного фазового перетворення; виявлялись шляхи виникнення у вихідній фазі невеликих обсягів нової фази, званих зародками або центрами, і подальшого їх зростання; виявлялись проблеми, що виникають внаслідок збільшення числа і розмірів зростаючих кристалів, що приводить до їхнього зіткнення і порушення правильної форми багатогранників.
При роботі над темою використовувалися методи : спостереження, порівняння, узагальнення.
Робота базувалася на працях: А.М. Захарова та Б.М. Арзамасова. p align="justify"> Таким чином, вдалося з'ясувати, що процес кристалізації матеріалу відбувається за правилами фаз і залежить від швидкості затвердіння маси.
Закономірність зміни числа фаз у гетерогенній системі. Правила фаз
Кристалізація, тобто процес переходу металу з рідкого стану в твердий, є основним фазовим перетворенням, що відбуваються у всіх металах, так як при цьому формується кристалічна структура, характерна для істинно твердого тіла. Встановлено, що будь-яке фазове перетворення протікає шляхом виникнення у вихідній фазі невеликих обсягів нової фази, званих зародками або центрами, і подальшого їх зростання. Чим більше виникає таких центрів, і чим більше швидкість їх росту, тим швидше протікає фазовий перетворення. p align="justify"> В умовах кристалізації ці центри можуть виникати в тих обсягах рідкої фази, в межах яких в даний момент часу розташування атомів було близьким або аналогічним їх розташуванню в решітці кристала, і де флуктуація енергії достатня для подолання енергетичного бар'єра зародження , що є наслідком виникнення міжфазної поверхні розділу рідкий сплав - кристал.
Процес кристалізації супроводжується виділенням певної кількості теплоти (теплоти кристалізації) і тому при охолодженні металу залежність зміни температури від часу охолодження не зображується безперервної кривої. Вигляд цих кривих визначається співвідношенням між кількістю виділяється в процесі кристалізації теплоти і швидкістю відводу теплоти від металу при охолодженні Q ох. .
Кристалізація розвивається шляхом утворення зародкових центрів та їх подальшого зростання. Кристал, що виріс з одного зародка, має однакову кристалографічну орієнтування і називається кристаліта, або зерном. p align="justify"> Чим більше швидкість утворення центрів кристалізації і менше швидкість їхнього росту, тим менше будуть розміри кристалів і, відповідно, більше їх кількість в даному закристалізуватися обсязі.
Кристали, що утворюються при затвердінні, можуть набувати різну форму залежно від умов їх зростання. Вони можуть бути многогранниками, дендритами, голчастими, пластинчастими і т.д. У многогранниках, які утворюються при малих ступенях переохолодження, і в умовах всебічного харчування рідким металом зазвичай більш розвиненими є грані, які характеризуються простими індексами, оскільки за цими гранях вище щільність упаковки атомів, і тому їх поверхнева вільна енергія мінімальна. p align="justify"> У міру збільшення числа і розмірів зростаючих кристалів неминуче їх зіткнення, яке призводить до порушення правильної форми багатогранників. Розмір тих чи інших граней даного багатогранника тим більше, чим менше швидкість їхнього зростання. Зростання граней з простими індексами відбувається пошарово, так що незавершені шари рухаються по поверхні грані. При зростанні багатогранників з розплаву їх пересичення у вершин і ребер опиняється вище, ніж у інших елементів поверхні кристалів, і в результаті вершини (або ребра) є провід...
